Descripción general de los métodos de reciclaje de elastómeros termoplásticos

1. Introducción

En general, el reciclaje de materiales termoplásticos, ya sea recolectados de procesos de fabricación o de productos posconsumo, se puede clasificar en cuatro rutas principales de recuperación de recursos:

• Reutilizar como plásticos de uso general

• Uso en mezclas de plástico (mezclas de polímeros)

• Regeneración de materias primas (reciclado químico)

• Recuperación de energía

El reciclaje de plástico convencional suele ser una forma de reciclaje secundario (mecánico). Los productos usados ​​(como botellas) se recogen, se limpian, se trituran en escamas o en polvo, o se reprocesan mediante fusión, filtración de material fundido y peletización para formar gránulos de plástico. Estos polvos o gránulos suelen mezclarse con resina virgen en proporciones definidas.

Cabe señalar que la mayoría de los termoplásticos no se pueden refundir indefinidamente. El procesamiento repetido puede afectar negativamente las propiedades del polímero, provocando pérdida de resistencia mecánica, decoloración y posible reticulación parcial. Como resultado, rara vez se utiliza material 100% reciclado en aplicaciones de alto rendimiento.

El reciclaje de plásticos mixtos implica combinar plásticos incompatibles en mezclas de polímeros, que se utilizan principalmente en aplicaciones de bajo nivel, como la madera plástica.

La regeneración de materia prima generalmente se refiere a la despolimerización. Los polímeros de condensación, como el tereftalato de polietileno (PET) y las poliamidas, se pueden descomponer químicamente en sus monómeros originales (diácidos, dioles o diaminas) mediante reacciones reversibles como alcohólisis, hidrólisis y glucólisis. Por ejemplo, la metanólisis del PET regenera tereftalato de dimetilo y etilenglicol. Estos monómeros recuperados se utilizan principalmente para producir nuevos polímeros vírgenes.

La recuperación de energía incluye la incineración, donde los residuos plásticos se queman para generar calor o electricidad, así como procesos avanzados como pirólisis, gasificación, hidrogenación y licuefacción. Los productos resultantes se pueden utilizar como combustibles o materias primas para refinerías.

Métodos de reciclaje de elastómeros termoplásticos (TPE)

Debido a que los elastómeros termoplásticos (TPE) se comportan de manera similar a los termoplásticos convencionales, se pueden reciclar utilizando los mismos métodos. Muchos TPE son adecuados para múltiples ciclos de reciclaje. Para fines de reciclaje, la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) clasifica los TPE comerciales en grupos compatibles, lo que permite separarlos y reciclarlos de manera eficiente. En este sistema, los TPE se clasifican de la misma manera que los termoplásticos rígidos como el polipropileno (PP) y el poliestireno (PS).

Reciclaje de vulcanizados termoplásticos (TPV)

Los vulcanizados termoplásticos (TPV) se utilizan ampliamente en aplicaciones automotrices, como sellos climáticos, fuelles de sistemas de dirección, botas de juntas de velocidad constante, cubiertas de puertas de bolsas de aire, tapones de carrocería, revestimientos interiores y sellos de embrague, así como en electrodomésticos como sumideros de lavavajillas, sellos de puertas y soportes de compresores.

Los productos posconsumo y los desechos de producción se pueden moler simplemente en peletizadores, y los gránulos triturados se pueden agregar nuevamente al material virgen en proporciones relativamente altas. El triturado TPV es compatible con pellets fabricados a partir de poliolefinas termoplásticas (TPO). De hecho, agregar reciclado de TPV puede mejorar ciertas características de rendimiento de los compuestos de TPO.

Muchos fabricantes de automóviles han implementado programas de desmantelamiento de vehículos a gran escala en cooperación con productores de polímeros. Estas iniciativas a menudo operan dentro de sistemas de reciclaje de circuito cerrado, lo que permite recuperar y reutilizar materiales en productos iguales o similares.

Otras rutas de reciclaje para componentes de TPE

Otras vías de reciclaje para los componentes de TPE son similares a las utilizadas para los elastómeros convencionales, incluida la recuperación de energía mediante incineración. Una ventaja clave de los TPE en este contexto es su contenido relativamente bajo de azufre, lo que tiene un impacto positivo en la composición de los gases de combustión del incinerador.

Sin embargo, un desafío importante en el reciclaje de componentes de TPE es que a menudo no son materiales de TPE puro. Muchas piezas contienen inserciones, forman parte de estructuras sobremoldeadas o consisten en compuestos o mezclas de polímeros. Para la familia más grande de TPE (copolímeros de bloque estirénicos (SBC), aproximadamente un tercio de la producción total se utiliza en aplicaciones inherentemente no reciclables, como modificadores de aceite, adhesivos y modificadores de asfalto.

Tecnología de separación magnética para reciclaje de TPE

Un avance reciente en el reciclaje de componentes de TPE sobremoldeados y coextruidos es el uso de tecnología de separación magnética. La separación magnética es una técnica madura ampliamente utilizada en minería, agregados y procesamiento de materiales a granel, y ya es común para eliminar contaminantes metálicos de plásticos y caucho.

Para permitir la separación de polímeros de mezclas (por ejemplo, TPE combinados con polipropileno u otros plásticos rígidos), se incorpora al material TPE una pequeña cantidad de aditivo magnético (normalmente alrededor del 1 % en peso).

Los estudios han demostrado que estos aditivos no afectan negativamente las propiedades físicas del material ni el rendimiento de la adhesión en aplicaciones de sobremoldeo. Durante el reciclaje, los residuos granulados se transportan a través de un sistema de cinta, donde los gránulos de resina que contienen aditivos magnéticos se separan mediante rodillos equipados con imanes de tierras raras de alta resistencia integrados. Los gránulos atraídos se recogen en tolvas después de separarse del rodillo, mientras que los desviadores mecánicos ayudan a separar los dos flujos de material de manera eficiente.

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